軟件無線電(SDR)即將粉墨登場。長期以來，工程師們無法實現軟件無線電的一致性、可靠性以及高成本效益，從而阻礙了其發展。現在，隨著全世界運營商開始準備部署軟件無線電，這項技術正從實驗室走向實施階段，盡管仍有一些棘手的技術問題尚有待解決。從各個波形所要求的天線和基帶處理，到快速部署所需要的開發環境，這些復雜性的問題要求業界不斷進行重大創新。

　　“軟件定義無線電不再是一個概念，它已經變成現實。”MidTex Cellular公司的合伙人Toney Prather在加州阿納海姆城市舉行的SDR會議上宣稱。Prather指出，SDR技術使他們可以用更低的成本、更有效地開展新服務。例如，該公司借助Vanu、惠普和ADC等公司的設備，擁有了同運營商競爭的新能力。

　　“SDR節省的開支來自于升級和維護。”他再次強調了這個長久以來關于SDR的論調，“現在，我們有2,800名用戶在使用它，占用戶總數的20%。”合計起來，這些用戶占該運營商通信量的30%。
收發器解決靈活RF前端問題

　　Prather進一步指出，SDR對這些用戶而言也許不意味著什么，因為他們可能不知道或根本不關心所接受的蜂窩服務是靠什么提供的。然而，對于MidTex和許多先期投資SDR的小型或大型運營商而言，利用單一的、相對低成本的基站來覆蓋所有本地頻帶，而且基站自身可以進行遠程升級，這種能力是無線行業長期以來一直追逐的理想。

　　低廉的升級費用

　　成本優勢論很難令人反駁。與單價數十萬美元并需要不斷升級和更新的大型基站不同，Prather介紹說，由ADC、Vanu和惠普提供的系統，價格僅是前者的一小部分，而且只需幾百美元每兩年就可以升級一次。

　　SDR技術已經醞釀了很長時間并走了許多彎路。該技術一直被認為只適合軍事應用，因為它要求對各種基帶信號進行高端處理，需要可以適應所有潛在頻段的靈活RF前端，還需要一個可供學術界、研究人員和設計者進行技術創新的開發環境。

　　也就是說，SDR面前的障礙正在迅速被瓦解。摩爾定律和創新軟件已經開始結合，為基站提供所需的強大處理能力，以便在GSM、CDMA、Edge、WCDMA及其派生標準(HSDPA/HSUPA)之間進行切換。雖然FPGA、ASIC和通用處理器的組合將繼續是前沿的解決方案，但像英國picoChip等公司已經開發出創新的可重配置處理架構(及配套的開發工具)來適應必需的處理能力要求。

　　這樣的架構依賴于以多內核或處理單元為中心的先進設計。然而，SDR可以通過更簡單的方法得以實現。Vanu公司斷言：SDR可以通過使用傳統的通用處理器得以實現。鑒于其開發努力所具有的重要意義，Vanu公司在SDR論壇上贏得了行業成就獎。

　　可編程問題

　　同時，傳統的FPGA/DSP/ASIC技術仍在繼續發展。在SDR會議的一個主題演講中，Altera 公司負責系統工程的副總裁Misha Burich指出，隨著ASIC開發成本呈指數上升，以及可編程器件的成本和功耗不斷下降，電子行業已經離不開可編程技術。

　　“可編程意味著，對于某項可用于多行業的技術，我們只需要進行一次投資。”他說。然而，在與FPGA組合起來進行設計時，通用處理器和結構化ASIC依然存在很多問題。

　　“我們需要使用更高的抽象水平。”Burich表示，他的意思是指C和C++。盡管他對這些語言是否適合“廣泛存在的分布式計算應用”表示懷疑，但Burich在一些他稱之為“從C語言到門電路”的公司以及他們的工具中找到了希望，這些公司包括Celoxica公司及其SystemC、明導資訊及其C語言變體Catapult C等。
Vanu的Chapin：SDR可以通過標準處理器實現。

　　基帶處理技術正在繼續快速發展，與此同時，RF前端鏈需要在各種不同的頻段之間靈活地跳躍。該技術是如此的重要，以至于參加會議的每一位風險投資家，都將合適的RF技術視為成功推出SDR的一個主要必備條件。

　　“頻率的靈活對前端而言非常重要。”位于弗吉尼亞州的InQTel公司的Jim Smith說，“800MHz到2.45GHz覆蓋了我們感興趣的大部分頻段。”

　　除了創新的基帶架構外，與會者還指出了使SDR成為主流所需的其它一些關鍵技術，包括顯示器、電池、智能天線、超寬帶和通過認知無線電實現的頻譜共享概念。

　　新興的BitWave半導體公司是致力于解決RF前端問題的公司之一，并將目光集中于開發一種運行范圍可以從Wi-Fi到HSDPA的靈活RF前端。該公司宣布開發出一種數字可調架構，在不犧牲功耗、成本或空間的前提下，可適應所有那些標準。

　　以前也曾有公司發表過這樣的聲明，其中值得一提的是由enVia技術伙伴公司的經營合伙人Mark Cummings創建的Rfco公司。兩年前，該公司突然在這個領域現身，并宣布已經開發出一種具有類似能力的架構，但該公司在去年早些時候破產了。

　　同時，BitWave公司宣布已經開發出一種基于傳統無線電架構的CMOS收發器，但是它可以數字化控制信號鏈中每個元件、甚至晶體管級的參數。“從1700MHz到4.2GHz，我們可以在軟件中改變單個元件的特性。”該公司的協創人兼CEO Doug Shute介紹。雖然Shute無法詳細描述BitWare公司是如何動態控制每個元件的，但是他透露這種基于聯華電子公司(UMC)0.13微米CMOS工藝的收發器，可以在近零架構(near-zero)和直接轉換架構之間切換，并可以把RF作為輸入信號，然后將I和Q信號提供給基帶處理器。

　　“問題在于，他們是否可以在低功耗且不擴大占位的情況下實現它？”enVia公司的Cummings提出疑問。Shute的回答是肯定的，并指出像低噪聲放大器這樣的元件完全可以進行重新設計以縮小占位，從而為板上的8051微控制器(可對每個元件進行“調節”)等器件騰出空間。他說，同現有的對各個模式逐個進行設計而得到的器件相比，該收發器的功耗降低了10%到20%，并將滿足或超過各種模式(包括Wi-Fi、GSM或WiMAX)的規范要求，而且尺寸會小于雙頻段GSM芯片。
MidTex的Prather：SDR可以為運營商節約更多成本。

　　Shute說，使用基于這種RF靈活收發器的手機的移動虛擬網絡運營商能區別于現在已用盡頻譜的傳統運營商。

　　工具何處尋找？

　　雖然硬件正在快速發展，但目前真正能支持在不同平臺之間切換波形的工具卻滯后了。許多公司把它們的希望寄托在目前處于2.2版階段的軟件通訊架構(SCA)上。不過，受到美國國防部研究計劃署(DARPA)聯合作戰無線電系統(JTRS)項目的贊助，作為未來無線電的可選擇平臺而開發的SCA已經陷入僵局。“版本3.0屬于戰略上的暫停。”Harris公司RF通訊軟件和安全產品工程部的主管Mark Turner如是說。據了解該技術的人士透露，暫停的原因主要源于JTRS的重組。

　　而這導致2.2版本缺乏允許在多平臺和多系統上進行快速開發所需要的應用編程接口(API)。 “我們在應用API時需要一種統一的方法。” Turner表示，“我們缺少依靠傳統的DSP或FPGA架構進行SDR波形開發的標準化工具。”

　　為了加快SCA前進的步伐，位于加拿大安大略通訊研究中心(CRC)的SDR項目負責人Steve Bernier表示，SDR論壇將向JTRS建議由它來接管SCA的開發。

　　雖然人們把SCA看作SDR發展的階段并努力推進它，但它并非完美無缺。弗吉尼亞技術學院電氣和計算機工程系的教授Jeff Reed認為，SCA的一個弱點是它依賴于處理密集型的Corba內核。但是CRC的Bernier卻認為，這個假設的缺陷有些言過其實。“我們可以對基于Corba的設計進行優化，以便于在SCA元件之間實現初始連接，然后再取消。”他說，“相對于標準的100微秒，我們可以在10微秒時間內實現元件之間的切換。”

　　CRC同Green Hills軟件公司以及Object接口系統公司結成伙伴同盟，共同開發一個Green Hills公司在前不久發布的完整SDR開發環境。“設計者需要某家公司能夠提供所有的組件，我們做到了。”Green Hills 公司的業務開發主管Dan Mender表示。